自动驾驶摄像头，它如何称王？

汽车市场是唯一的例外。

模拟芯片巨头TI早些时候发布第一季度业绩预期时就明确表示，除了汽车市场，几乎所有市场都出现了需求疲软的迹象。无独有偶，CMOS图像传感器(CIS)等数字芯片也在上演类似的故事。

包括威尔、西特威在内的国内CIS头部公司均预告2022年度业绩，净利润同比将大幅下滑。

根据IC Insights发布的报告，由于俄罗斯和乌克兰冲突导致的消费电子产品需求大幅下降、高通胀和能源成本飙升，2022年全球独联体市场销售额预计将出现13年来的首次下降，总出货量预计将同比下降11%，至61亿件。

但凡事总有两面性。好的一面是ADAS和汽车高阶自动驾驶功能持续渗透，有望成为继手机之后CIS的又一个新的落地点。上述公司还强调，汽车CIS属于高ASP、高增长率细分赛道，未来将持续贡献增量。

CIS与自动驾驶的共生

人眼与CIS反应系统的比较:图片来源:SK海力士

如果把相机比作汽车的眼睛，CIS就像是视网膜，它捕捉图像信息，将光信号转化为数字信号，决定成像的最终质量。一台相机配一个CIS，大概占相机模组价值的50%。

从市面上主流的电动车来看，新车搭载的聚焦智能驾驶的摄像头至少有5个，涵盖了前视、环视、后视。一般可以实现碰撞预警(FCW)、轨迹偏离预警(LDW)、变道辅助预警(LCW)、泊车辅助等功能。

Yole早前的报道指出，L1 ~ L2自动驾驶功能只需要前后两个摄像头，L2+级需要引入ADAS前视传感摄像头，加上四个环视，一共需要五个摄像头。目前，一些具有自动驾驶功能的L2+级乘用车也将内置用于驾驶员监控(DMS)的摄像头。

上镜头的速度其实比预想的要快。比如特斯拉Model 3配备了9个高清摄像头；蔚来ET7拥有11个高清摄像头，包括7个800万像素ADAS摄像头和4个300万像素全景摄像头。

小鹏P7 Xpilot版本3.0配备了13个摄像头，9个高感知摄像头中的4个ADAS摄像头和4个全景摄像头。去年上市的G9有12个摄像头，其中前视双目摄像头全部为800万像素，四个侧视摄像头为290万像素。

至于理想的L9硬件方案，七个ADAS传感摄像头中有六个800万像素摄像头和一个200万像素摄像头。氪001的15个摄像头中，有7个800万像素的摄像头。除了这些中高端机型，就算是10万级别的机型，比如Aion Y，哪吒U-Chi，也都拿到了五摄像头的规格。

自行车摄像头配置远超ADAS这个级别所需的摄像头数量，一定程度上可以为后续OTA升级留下更多冗余。

图片来源:投宝研究院

就像自然界中，生物之间存在着一种紧密互利的相互依存关系，这就是所谓的“共生”。CIS和自动驾驶大致就是这样。更多的“AI”车，能看得更清楚的“眼睛”，都对车载CIS提出了更高的要求。正因如此，对更多更好的自动驾驶功能的追求，让相机走上了一条“堆砌”之路。

只是现阶段行业还没有交出一份满意的自动驾驶答卷，CIS还有很多“疑难杂症”需要解决。

800万像素:“新”与“旧”的分水岭

图片来源:蔚来

要说CIS最直接最大的痛点，无疑是分辨率问题。

车端CIS主要分为三类:图像类，如后视、360度环视；感性类，如前视、侧视；机舱内应用，如DMS、OMS、DVR等。其中，前视摄像头作为实现ADAS功能的主摄像头，技术要求更高。包括更长的检测距离和更精细和更准确的感知图像。

以前的前视摄像头一般都是120万像素左右。直到最近几年，业界积极开发和部署8MP像素摄像头。公开资料显示，8MP像素摄像头的识别距离约为1.2MP摄像头的3倍，最远探测距离可达250米甚至更远。

通常在视场(FOV)固定的情况下，随着相机分辨率的提高，图像清晰度会提高，最远探测距离也会扩大。因此，分辨率越高，检测距离越固定，视场角越大。换句话说，视觉更好，在车道识别、车辆和行人检测上的效果更好，汽车的安全性大大提高。

CIS的技术发展一直吸引着人们的注意力。后者的分辨率对于静止图像的中心部分约为5.76亿像素，对于运动图像约为800万像素。因此，业界普遍认为8MP像素是自动驾驶的一个关键分水岭。但无论购买成本的差异如何，8MP像素摄像头“上车”都要面对功耗和发热的问题，克服潜在的计算能力瓶颈。

“对于自动驾驶系统来说，如果车载芯片功耗高，会导致系统发热量增加，给车辆带来隐患。”Stevie表示，“8MP像素相机一方面对模组散热和镜头规格提出了更高的要求，另一方面也取决于生产线的模组生产是否有匹配的技术能力。”

图片来源:Stevie

与1 MP ~ 2 MP像素摄像头相比，8MP像素摄像头的功率更高，产生的热量也要多得多。其中，顺式是主要的热源。

在CIS发展初期，业内厂商在其中内置了图像信号处理器(ISP)，以达到节省空间和降低功耗的双重目的。不过，目前业界正在尝试设计低功耗电路，或者从CIS中去除ISP，包括但不限于将ISP直接集成到自动驾驶主SoC中，以限制摄像头的发热。

不仅如此，随着CIS分辨率的不断提高，车辆端8MP像素摄像头的数量增加，自动驾驶计算平台处理数据的难度也会增加。此外，要处理雷达采集的数据，对芯片计算能力的需求也将进一步提高。

CIS寻求更多“破游戏”

2021年，智能手机摄像头正式突破1亿像素。业内预测，未来几年，车载摄像头也将从800万像素升级到1200万像素和1600万像素。同时，机舱内的摄像头将升至500万像素和800万像素。

与手机摄像头可以独立使用不同，车内的ADAS/AD摄像头几乎同时工作，以保证足够的冗余。比如侧视摄像头主要用于盲点监测(BSD)，可探测距离不太高，所以分辨率一般低于前视摄像头。如果想升级到更高的分辨率，前提必须是不可抗拒的成本优势。

除了分辨率之外，CIS的成像性能还与LED灯的高动态范围(HDR)、低亮度性能和闪烁抑制(LFM)等技术参数有关。

以HDR为例，汽车行驶环境复杂多变，车载摄像头需要处理进出隧道、地下车库等光线变化剧烈的场景。为了使目标物体在黑暗中清晰可见，需要对弱光的信号进行放大，尽可能地去除非光信号，即噪声。相反，要想在强光下看得清楚，就需要接收大量的强光并分辨出来。

图片来源:三星

此外，由于前视、环视、侧视和后视的功能不同……相机，要求的CIS规格也不尽相同，这给360度拼接算法带来了很大的挑战。据Stevie介绍，主要的挑战是不同方向的相机在重叠区域的亮度或颜色可能不一致，导致拼接后过渡区域的图像质量不佳。

因此，HDR是衡量ADAS相机成像效果的重要指标。搭载高动态范围CIS的ADAS相机，可以适应不同角度下相机不同受光面造成的光线差异，保证不同光照条件下明暗细节的呈现效果。

基于以上对行车安全的要求，汽车CIS芯片对HDR的要求通常为120 dB ~ 140 dB，远高于手机。比如2022年，Stevie推出了两款汽车级图像传感器产品，SC320AT和SC850AT，其HDR分别可以达到120dB和140dB。

事实上，在传感器规格和数量堆积的背后，对配套测试和算法的要求也不容忽视。此外，业界的探索方向还包括在更小的传感器体积上实现更低的功耗，既能提升性能，又能保证美观。汽车何时能消除头上的犄角也是消费者关心的问题。

总之，车辆CIS还是一张“答题”试卷，关系到ADAS，也决定了上一层楼能否用上自动驾驶技术。汽车市场是唯一的例外。

模拟芯片巨头TI早些时候发布第一季度业绩预期时就明确表示，除了汽车市场，几乎所有市场都出现了需求疲软的迹象。无独有偶，CMOS图像传感器(CIS)等数字芯片也在上演类似的故事。

包括威尔、西特威在内的国内CIS头部公司均预告2022年度业绩，净利润同比将大幅下滑。

根据IC Insights发布的报告，由于俄罗斯和乌克兰冲突导致的消费电子产品需求大幅下降、高通胀和能源成本飙升，2022年全球独联体市场销售额预计将出现13年来的首次下降，总出货量预计将同比下降11%，至61亿件。

但凡事总有两面性。好的一面是ADAS和汽车高阶自动驾驶功能持续渗透，有望成为继手机之后CIS的又一个新的落地点。上述公司还强调，汽车CIS属于高ASP、高增长率细分赛道，未来将持续贡献增量。

CIS与自动驾驶的共生

人眼与CIS反应系统的比较:图片来源:SK海力士

如果把相机比作汽车的眼睛，CIS就像是视网膜，它捕捉图像信息，将光信号转化为数字信号，决定成像的最终质量。一台相机配一个CIS，大概占相机模组价值的50%。

从市面上主流的电动车来看，新车搭载的聚焦智能驾驶的摄像头至少有5个，涵盖了前视、环视、后视。一般可以实现碰撞预警(FCW)、轨迹偏离预警(LDW)、变道辅助预警(LCW)、泊车辅助等功能。

Yole早前的报道指出，L1 ~ L2自动驾驶功能只需要前后两个摄像头，L2+级需要引入ADAS前视传感摄像头，加上四个环视，一共需要五个摄像头。目前，一些具有自动驾驶功能的L2+级乘用车也将内置用于驾驶员监控(DMS)的摄像头。

上镜头的速度其实比预想的要快。比如特斯拉Model 3配备了9个高清摄像头；蔚来ET7拥有11个高清摄像头，包括7个800万像素ADAS摄像头和4个300万像素全景摄像头。

小鹏P7 Xpilot版本3.0配备了13个摄像头，9个高感知摄像头中的4个ADAS摄像头和4个全景摄像头。去年上市的G9有12个摄像头，其中前视双目摄像头全部为800万像素，四个侧视摄像头为290万像素。

至于理想的L9硬件方案，七个ADAS传感摄像头中有六个800万像素摄像头和一个200万像素摄像头。氪001的15个摄像头中，有7个800万像素的摄像头。除了这些中高端机型，就算是10万级别的机型，比如Aion Y，哪吒U-Chi，也都拿到了五摄像头的规格。

自行车摄像头配置远超ADAS这个级别所需的摄像头数量，一定程度上可以为后续OTA升级留下更多冗余。

图片来源:投宝研究院

就像自然界中，生物之间存在着一种紧密互利的相互依存关系，这就是所谓的“共生”。CIS和自动驾驶大致就是这样。更多的“AI”车，能看得更清楚的“眼睛”，都对车载CIS提出了更高的要求。正因如此，对更多更好的自动驾驶功能的追求，让相机走上了一条“堆砌”之路。

只是现阶段行业还没有交出一份满意的自动驾驶答卷，CIS还有很多“疑难杂症”需要解决。

800万像素:“新”与“旧”的分水岭

图片来源:蔚来

要说CIS最直接最大的痛点，无疑是分辨率问题。

车端CIS主要分为三类:图像类，如后视、360度环视；感性类，如前视、侧视；机舱内应用，如DMS、OMS、DVR等。其中，前视摄像头作为实现ADAS功能的主摄像头，技术要求更高。包括更长的检测距离和更精细和更准确的感知图像。

以前的前视摄像头一般都是120万像素左右。直到最近几年，业界积极开发和部署8MP像素摄像头。公开资料显示，8MP像素摄像头的识别距离约为1.2MP摄像头的3倍，最远探测距离可达250米甚至更远。

通常在视场(FOV)固定的情况下，随着相机分辨率的提高，图像清晰度会提高，最远探测距离也会扩大。因此，分辨率越高，检测距离越固定，视场角越大。换句话说，视觉更好，在车道识别、车辆和行人检测上的效果更好，汽车的安全性大大提高。

CIS的技术发展一直吸引着人们的注意力。后者的分辨率对于静止图像的中心部分约为5.76亿像素，对于运动图像约为800万像素。因此，业界普遍认为8MP像素是自动驾驶的一个关键分水岭。但无论购买成本的差异如何，8MP像素摄像头“上车”都要面对功耗和发热的问题，克服潜在的计算能力瓶颈。

“对于自动驾驶系统来说，如果车载芯片功耗高，会导致系统发热量增加，给车辆带来隐患。”Stevie表示，“8MP像素相机一方面对模组散热和镜头规格提出了更高的要求，另一方面也取决于生产线的模组生产是否有匹配的技术能力。”

图片来源:Stevie

与1 MP ~ 2 MP像素摄像头相比，8MP像素摄像头的功率更高，产生的热量也要多得多。其中，顺式是主要的热源。

在CIS发展初期，业内厂商在其中内置了图像信号处理器(ISP)，以达到节省空间和降低功耗的双重目的。不过，目前业界正在尝试设计低功耗电路，或者从CIS中去除ISP，包括但不限于将ISP直接集成到自动驾驶主SoC中，以限制摄像头的发热。

不仅如此，随着CIS分辨率的不断提高，车辆端8MP像素摄像头的数量增加，自动驾驶计算平台处理数据的难度也会增加。此外，要处理雷达采集的数据，对芯片计算能力的需求也将进一步提高。

CIS寻求更多“破游戏”

2021年，智能手机摄像头正式突破1亿像素。业内预测，未来几年，车载摄像头也将从800万像素升级到1200万像素和1600万像素。同时，机舱内的摄像头将升至500万像素和800万像素。

与手机摄像头可以独立使用不同，车内的ADAS/AD摄像头几乎同时工作，以保证足够的冗余。比如侧视摄像头主要用于盲点监测(BSD)，可探测距离不太高，所以分辨率一般低于前视摄像头。如果想升级到更高的分辨率，前提必须是不可抗拒的成本优势。

除了分辨率之外，CIS的成像性能还与LED灯的高动态范围(HDR)、低亮度性能和闪烁抑制(LFM)等技术参数有关。

以HDR为例，汽车行驶环境复杂多变，车载摄像头需要处理进出隧道、地下车库等光线变化剧烈的场景。为了使目标物体在黑暗中清晰可见，需要对弱光的信号进行放大，尽可能地去除非光信号，即噪声。相反，要想在强光下看得清楚，就需要接收大量的强光并分辨出来。

图片来源:三星

此外，由于前视、环视、侧视和后视的功能不同……相机，要求的CIS规格也不尽相同，这给360度拼接算法带来了很大的挑战。据Stevie介绍，主要的挑战是不同方向的相机在重叠区域的亮度或颜色可能不一致，导致拼接后过渡区域的图像质量不佳。

因此，HDR是衡量ADAS相机成像效果的重要指标。搭载高动态范围CIS的ADAS相机，可以适应不同角度下相机不同受光面造成的光线差异，保证不同光照条件下明暗细节的呈现效果。

基于以上对行车安全的要求，汽车CIS芯片对HDR的要求通常为120 dB ~ 140 dB，远高于手机。比如2022年，Stevie推出了两款汽车级图像传感器产品，SC320AT和SC850AT，其HDR分别可以达到120dB和140dB。

事实上，在传感器规格和数量堆积的背后，对配套测试和算法的要求也不容忽视。此外，业界的探索方向还包括在更小的传感器体积上实现更低的功耗，既能提升性能，又能保证美观。汽车何时能消除头上的犄角也是消费者关心的问题。

总之，车辆CIS还是一张“答题”试卷，关系到ADAS，也决定了上一层楼能否用上自动驾驶技术。

标签：蔚来极氪理想L9哪吒U特斯拉

汽车资讯热门资讯